(57)【要約】【課題】安価な手段でシャフトの磁性体部とフィールドヨークとの間を小さな隙間で保持して、回転するシャフトを低い接触面圧で支持することである。【解決手段】シャフト４の磁性体部４ａの入力回転体と反対側の端部に、フィールドヨーク７の内筒部７ｂと径方向で対向し、コイルボビン６を抜け止めするフランジ４ｂを設け、この径方向で対向するフランジ４ｂの外周面とフィールドヨーク７の内筒部７ｂとの間に、フランジ４ｂの内側面に係止される内向きの鍔１１ａを有する薄肉筒状の樹脂製の軸受１１を介在させることにより、安価な手段でシャフト４の磁性体部４ａとフィールドヨーク７との間を小さな隙間δで保持して、回転するシャフト４を低い接触面圧で支持できるようにした。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転駆動力が入力される入力回転体を、ロータを有する出力回転体のシャフトの一端側に遊嵌し、前記ロータに対して前記入力回転体と反対側で、励磁コイルを巻回した樹脂製のコイルボビンと、該コイルボビンを外包するフィールドヨークとを、前記シャフトに設けた磁性体部に遊嵌して、前記入力回転体と一体に回転するアーマチュアを、前記励磁コイルが発生させる磁界の電磁力によって前記ロータに吸着させる電磁クラッチにおいて、前記シャフトの磁性体部の前記入力回転体と反対側の端部に、前記フィールドヨークと径方向で対向し、前記コイルボビンを抜け止めするフランジを設け、この径方向で対向するフランジの外周面とフィールドヨークとの間に、前記フランジの内側面に係止される内向きの鍔を有する薄肉筒状の樹脂製の軸受を介在させたことを特徴とする電磁クラッチ。
【請求項２】
前記樹脂製の軸受を樹脂の薄板材をプレス加工して形成した請求項１に記載の電磁クラッチ。
【請求項３】
前記樹脂製の軸受を、前記樹脂製のコイルボビンと異なる種類の樹脂で形成した請求項１または２に記載の電磁クラッチ。
【請求項４】
前記フィールドヨークに、前記磁性体部のフランジの内側面と軸方向で対向するフランジ部を設けた請求項１乃至３のいずれかに記載の電磁クラッチ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電磁力によって連結を入切する電磁クラッチに関する。
【背景技術】
【０００２】
電磁力によって連結を入切する電磁クラッチには、図６、図７に示すように、回転駆動力が入力される入力回転体５１を、ロータ５２を有する出力回転体５３のシャフト５４の一端側に遊嵌し、ロータ５２に対して入力回転体５１と反対側で、励磁コイル５５を巻回したコイルボビン５６と、コイルボビン５６を外包するフィールドヨーク５７とを、シャフト５４に設けた磁性体部５４ａに遊嵌して、入力回転体５１と一体に回転するアーマチュア５８を、励磁コイル５５が発生させる磁界の電磁力によってロータ５２に吸着させ、入力回転体５１と出力回転体５３の連結を入切するものがある（例えば、特許文献１、２参照）。
【０００３】
前記ロータ５２、磁性体部５４ａ、フィールドヨーク５７およびアーマチュア５８は磁性材料で形成され、励磁コイル５５が発生させる磁界は、シャフト５４の磁性体部５４ａ、フィールドヨーク５７、ロータ５２、アーマチュア５８の順、またはこの逆向きの順に周回するように形成される。なお、シャフト５４の他端側には、コイルボビン５６を抜け止めするフランジ５４ｂが設けられている。
【０００４】
図６、図７に示した電磁クラッチでは、同じ磁性材料で形成されたフィールドヨーク５７と磁性体部５４ａとが直接接触すると、シャフト５４が回転するときに大きな摩擦力を生じ、シャフト５４の円滑な回転が阻害されるとともに、シェル５７と磁性体部５４ａとの間に異常な摩耗や焼付きが発生して、クラッチの耐久寿命が短くなる問題がある。
【０００５】
このような問題に対して、特許文献１に記載された図６の電磁クラッチは、樹脂製のコイルボビン５６に、フィールドヨーク５７とシャフト５４の磁性体部５４ａの間の隙間に張り出す筒状の隙間保持部材５６ａを一体成形し、この隙間保持部材５６ａを回転するシャフト５４の軸受としている。また、特許文献２に記載された図７の電磁クラッチは、同じく樹脂製のコイルボビン５６に周方向で間欠的に軸方向へ突出する突出部５６ｂを一体成形し、この突出部５６ｂをフィールドヨーク５７の磁性体部５４ａとの対向部に形成した切り欠き５７ａから突出させて、フィールドヨーク５７と磁性体部５４ａとの間に隙間を開けるように磁性体部５４ａと接触させ、突出部５６ｂを回転するシャフト５４の軸受としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−４８１５１号公報
【特許文献２】特開２００７−５７０２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述したシャフトの磁性体部とフィールドヨークとの間の隙間は、励磁コイルが発生させる磁束が通るので、磁界の強さを確保するために、隙間を０．３ｍｍ以下、好ましくは０．２ｍｍ以下程度に小さくすることが望まれる。特許文献１に記載された電磁クラッチは、この隙間に張り出させる隙間保持部材をコイルボビンと一体成形しているので、隙間保持部材をこのような小さな隙間に合わせて薄く形成することは、射出成形等の常用される安価な成形方法では困難な問題がある。
【０００８】
一方、特許文献２に記載された電磁クラッチは、間欠的な突出部の厚みを薄くしなくても、磁性体部とフィールドヨークとの間の隙間を小さく設定できるが、間欠的な突出部が軸受として回転するシャフトと周方向で部分的にしか接触しないので、その接触面圧が高くなり、軸受としての突出部が早期に摩耗する問題がある。また、特許文献１、２に記載されたコイルボビンは、隙間保持部材や突出部を一体成形する必要があるので、射出成形等の成形型が複雑な形状となり、製造コストが高くなる問題もある。
【０００９】
そこで、本発明の課題は、安価な手段でシャフトの磁性体部とフィールドヨークとの間を小さな隙間で保持して、回転するシャフトを低い接触面圧で支持することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の課題を解決するために、本発明は、回転駆動力が入力される入力回転体を、ロータを有する出力回転体のシャフトの一端側に遊嵌し、前記ロータに対して前記入力回転体と反対側で、励磁コイルを巻回した樹脂製のコイルボビンと、該コイルボビンを外包するフィールドヨークとを、前記シャフトに設けた磁性体部に遊嵌して、前記入力回転体と一体に回転するアーマチュアを、前記励磁コイルが発生させる磁界の電磁力によって前記ロータに吸着させる電磁クラッチにおいて、前記シャフトの磁性体部の前記入力回転体と反対側の端部に、前記フィールドヨークと径方向で対向し、前記コイルボビンを抜け止めするフランジを設け、この径方向で対向するフランジの外周面とフィールドヨークとの間に、前記フランジの内側面に係止される内向きの鍔を有する薄肉筒状の樹脂製の軸受を介在させた構成を採用した。
【００１１】
すなわち、シャフトの磁性体部の入力回転体と反対側の端部に、フィールドヨークと径方向で対向し、コイルボビンを抜け止めするフランジを設け、この径方向で対向するフランジの外周面とフィールドヨークとの間に、フランジの内側面に係止される内向きの鍔を有する薄肉筒状の樹脂製の軸受を介在させることにより、別体の薄肉筒状の樹脂製軸受は安価な手段で０．３ｍｍ以下、好ましくは０．２ｍｍ以下の薄肉に形成できることから、シャフトの磁性体部とフィールドヨークとの間を小さな隙間で保持して、回転するシャフトを低い接触面圧で支持できるようにした。なお、樹脂製軸受の内向きの鍔は、フランジの内側面に係止して、別体の軸受を抜け止めするためのものである。
【００１２】
前記樹脂製の軸受を樹脂の薄板材をプレス加工して形成することにより、樹脂製軸受をより安価に形成することができる。なお、薄板材のプレス加工としては、薄板材をカップ状に深絞り成形し、成形されたカップ底の中央部に打ち抜き加工を施す方法を採用することにより、内向きの鍔を有する薄肉筒状の樹脂製軸受を容易に形成することができる。また、深絞り成形は、樹脂が軟化する温間で行うとよい。
【００１３】
前記樹脂製の軸受を、前記樹脂製のコイルボビンと異なる種類の樹脂で形成することにより、コイルボビンに要求される特性に関わらず、軸受に好適な摩擦係数の小さい樹脂を選択することができる。軸受に好適な摩擦係数の小さい樹脂としては、ポリアミド樹脂、フッ素樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリアセタール樹脂等が挙げられる。
【００１４】
前記フィールドヨークに、前記磁性体部のフランジの内側面と軸方向で対向するフランジ部を設けることにより、フィールドヨークと磁性体部間の磁束が通る領域を拡げ、磁界を強くすることができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明に係る電磁クラッチは、シャフトの磁性体部の入力回転体と反対側の端部に、フィールドヨークと径方向で対向し、コイルボビンを抜け止めするフランジを設け、この径方向で対向するフランジの外周面とフィールドヨークとの間に、フランジの内側面に係止される内向きの鍔を有する薄肉筒状の樹脂製の軸受を介在させたので、安価な手段でシャフトの磁性体部とフィールドヨークとの間を小さな隙間で保持し、回転するシャフトを低い接触面圧で支持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】電磁クラッチの実施形態を示す縦断面図
【図２】図１の側面図
【図３】図１の要部を拡大して示す断面図
【図４】図３の樹脂性軸受をプレス加工で形成する手順を説明する説明図
【図５】図３のフィールドヨークの変形例を示す断面図
【図６】従来の電磁クラッチを示す縦断面図
【図７】他の従来の電磁クラッチを示す縦断面図
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面に基づき、本発明の実施形態を説明する。この電磁クラッチは、図１および図２に示すように、回転駆動力が入力される入力回転体１を、外嵌固定したロータ２を有する出力回転体３のシャフト４の一端側に遊嵌し、ロータ２に対して入力回転体１と反対側で、励磁コイル５を巻回したコイルボビン６と、コイルボビン６を外包するフィールドヨーク７とを、シャフト４に外嵌固定した磁性体部４ａに遊嵌して、入力回転体１と一体に回転するアーマチュア８を、励磁コイル５が発生させる磁界の電磁力によってロータ２に吸着させ、入力回転体１と出力回転体３の連結を入切するものである。
【００１８】
前記コイルボビン６は樹脂材料で形成され、ロータ２、磁性体部４ａ、フィールドヨーク７およびアーマチュア８は鉄系金属等の磁性材料で形成されている。したがって、励磁コイル５に電流を流すことにより、励磁コイル５の周りに、フィールドヨーク７、磁性体部４ａ、ロータ２およびアーマチュア８を周回する磁界が形成され、アーマチュア８がロータ２に吸着される。
【００１９】
前記コイルボビン６は、耐熱性の優れた樹脂の射出成形で形成されており、軸方向両端にフランジを有し、入力回転体１と反対側のフランジの外径側に厚肉部６ａが形成されている。厚肉部６ａには回り止め部材９が取り付けられ、コイルボビン６とフィールドヨーク７が回転を固定されている。また、コイルボビン６は、磁性体部４ａの入力回転体１と反対側の端部に形成されたフランジ４ｂによって抜け止めされている。コイルボビン６の厚肉部６ａと、後述するフィールドヨーク７の円環部７ｃには、励磁コイル５の導線５ａを通す開口１０が設けられている。
【００２０】
前記フィールドヨーク７は、コイルボビン６の外径側に張り出す外筒部７ａと、コイルボビン６の厚肉部６ａの内径側に張り出す内筒部７ｂと、外筒部７ａと内筒部７ｂを連結する円環部７ｃとからなる。また、ロータ２には、コイルボビン６の外径側で外筒部７ａの内径側に重なるように張り出す筒部２ａが設けられている。したがって、フィールドヨーク７とロータ２間を通る磁界の領域を拡げ、磁界の電磁力を強くすることができる。
【００２１】
図３に示すように、前記フィールドヨーク７の内筒部７ｂは、磁性体部４ａのフランジ４ｂの外周面と、径方向で小さな隙間δを開けて対向し、この隙間δに、薄肉筒状の樹脂製軸受１１が介在している。軸受１１は一端側に内向きの鍔１１ａが形成され、この鍔１１ａがフランジ４ｂの内側面に係止されて抜け止めされている。この実施形態では、隙間δが０．２ｍｍに設定され、軸受１１の厚みも０．２ｍｍとされている。したがって、磁界が通るフィールドヨーク７と磁性体部４ａ間の隙間を小さくして、回転するシャフト４の磁性体部４ａを、全周で接触する軸受１１によって低い接触面圧で支持することができる。
【００２２】
図４に示すように、前記軸受１１は板厚０．２ｍｍの樹脂の薄板をプレス加工して形成したものである。このプレス加工では、まず、円形に打ち抜かれた薄板ブランクが円筒カップ状に深絞り成形され、こののち、カップ底の中央部に打ち抜き加工が施されて、その打ち抜き孔の外周側が内向きの鍔１１ａとされる軸受１１が形成される。この深絞り成形は、樹脂が軟化する温間で行われる。なお、深絞り成形時にしごき加工を加えてもよい。
【００２３】
前記軸受１１を形成する樹脂は、コイルボビン６と異なる種類の樹脂とされている。このようにすることで、コイルボビン６を形成する樹脂が軸受に好適でない摩擦係数等を有するものであっても、軸受１１を摩擦係数の小さい等、軸受に好適な樹脂で形成することができる。
【００２４】
図５は、前記フィールドヨーク７の変形例を示す。この変形例は、前記軸受１１の内向きの鍔１１ａが係止される磁性体部４ａのフランジ４ｂの内側面と軸方向で対向するように、内筒部７ｂの先端に内向きのフランジ部７ｄが設けられている。したがって、フィールドヨーク７と磁性体部４ａ間の磁束が通る領域を拡げ、磁界をより強くすることができる。
【００２５】
上述した実施形態では、樹脂製軸受の厚みを０．２ｍｍとしたが、この厚みは０．２ｍｍに限定されることはなく、好ましくは０．３ｍｍ以下とするとよい。
【符号の説明】
【００２６】
１  入力回転体
２  ロータ
２ａ  筒部
３  出力回転体
４  シャフト
４ａ  磁性体部
４ｂ  フランジ
５  励磁コイル
５ａ  導線
６  コイルボビン
６ａ  厚肉部
７  フィールドヨーク
７ａ  外筒部
７ｂ  内筒部
７ｃ  円環部
７ｄ  フランジ部
８  アーマチュア
９  回り止め部材
１０  開口
１１  軸受
１１ａ  鍔
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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